Transcript Temellerde Oturma - Sakarya Üniversitesi

TEMELLERİN OTURMA
HESAPLAMALARI
Binalar zemin hareketlerine aşırı
duyarlı olduklarından temellerinin oturması
konusu taşıma gücüne oranla daha
kapsamlı bir problem olarak algılanmalıdır.
Bir yüzeysel temelin yükler altında göstereceği düşey
hareketlerin genelde üç öğeden oluştuğu kabul
edilmektedir:
• Ani veya zeminin drenajsız koşullarda oluşan hareketi (Si)
• Konsolidasyondan doğan drenajlı oturmalar (S)
• Uzun vadede killerin sünmesinden kaynaklanan
oturma (ikincil konsolidasyon) (Ss )
S = S +(S + S )
i
s
Bağıntıda birinci terim zamandan bağımsız, parantez içindeki
terimler ise zamana bağlı, süreçlerdir.
S = S +(S + S )
i
s
Ss ile gösterilen ikincil konsolidasyon oturmaları birincil konsolidasyon
sırasında ve onu izleyerek organik ve olağanüstü yüksek plastisite ve
sıvılık indisine sahip killerde kil pulcuklarının yer değiştirmesi (creep)
sonucu belirir.
Bu güne kadar Türkiye’de killerde dikkate değer ikincil konsolidasyon
oturmalarının oluştuğu bildirilmemiştir. Bunun nedeni organik zeminlerin
yaygın olmaması ve doğal su muhtevalarının %100’ün altında kalması
olarak gösterilebilir.
Bir başka önemli konu zeminin türüdür. Edinilen deneyim iri ve ince
daneli zeminlerde oturma süreçlerinin dikkati çekecek denli farklı
olduğunu göstermiştir. Bu nedenle önemli projelerde kum ve killer
arasında bir ayırım yapmanın uygun olacağı düşünülmektedir.
Konsolidasyon oturmasının hesabını normal konsolide
zeminler için yapacak isek Cc indisi ile hesap
yapmalıyız.Bu değere göre konsolidasyon oturması ;
Sc = C H 0 log  2
c
1  e0
1
den hesaplanır.
Konsolidasyon oturmasının hesabını aşırı konsolide
zeminler için yapacak isek Cr indisi ile hesap
yapmalıyız.Bu değere göre ; konsolidasyon oturması ;
Sc=
p
H0
H0
 0  
Cr
log  Cc
log
1  e0
0
1  e0
p
σp = Ön konsolidasyon basıncı
σ0 = Düşey efektif gerilme
Δσ = Yapıdan gelen gerilme
Oturmaların bazen sadece onu oluşturan yapıya değil, oturma çanağı
içinde kalan komşu yapılara zarar verebilmesi bir diğer sorunu
oluşturabilir. Örneğin, çelik taşıyıcı sistemli fabrika binası altında oluşan
oturmalar kendisinde farkedilir bir hasar oluşturmazken bu binanın
oturma çanağı içinde kalan yandaki baca tehlikeli biçimde eğilmektedir.
Benzer şekilde Trabzon’da 1970’li yıllarda yumuşak kil üzerine yapılan 5 katlı bir
betonarme yapı, yanında bulunan 2. derecede eski eser olan bir evde 200 mm’ye
varan oturmalar ve hasara neden olmuş, kendisi farkedilir bir etki almamıştır.
Ani Oturmalar
Ani oturma literatürde birincil, drenajsız, genelde de distorsiyon oturması olarak
anılır ve temelin altındaki zeminin yüklenmeyi izleyerek en çok bir hafta içinde
beliren yanal ötelenmesinin bir sonucudur. Bu tür oturmanın tüm iri daneli
zeminlerde ve doygunluk derecesi %90’dan düşük silt ve killerde öncelikle
hesaplanması gerekmektedir.
Bu oturma; elastisite teorisinden yararlanılarak elastik, izotrop ve homojen
ortam kabulüyle çıkartılmış formüllerle hesaplanabilmektedir. Ani oturma hesabı
için en kısa yol Skempton-Bjerrum yaklaşımını kullanmaktır. Bu yönteme göre
temelden q düzeyinde ortalama taban basıncı alan bir zeminde
gibi
bir “elastik” oturma beklenecektir. Eu
Burada ’Df , temel gömme derinliğindeki efektif gerilme, Eu zeminin drenajsız
modülü, I1, ve I2 etki katsayılarıdır.
Skempton-Bjerrum
Örnek: Şekilde gösterilen kare temelin ani (drenajsız) oturmasını
Skempton-Bjerrum teoremine göre hasaplayınız.
Cevap:
Timoshenko ve Goodier,1951
Sonsuz kalınlıktaki tabakalardaki ani oturma hesaplamalarında oturma değeri, Elastisite
Teorisine göre, killi zeminlerde
Örnek:
Cevap:
Janbu, et. al. 1956
Sert tabaka üzerinde veya arasında KALINLIĞI AZ killi ortamlarda
Timoshenko ve Goodier,1951 kullanıldığında, gerçek degerler elde
edilmez. Böyle ortamlarda çözümler için, ince tabaka kalınlığın 2B den
az olma şartına göre çözüm yapılmalı;
Örnek:
Cevap:
ELASTISITE MODULU
eğrisinin değişik evrelerdeki eğimleri elastisite modülü olarak
Hooke yasasından
ile hesaplanır.
ELASTİSİTE MODULU
Deviatör Gerilme,
Ej rijitliğin en yüksek olduğu küçük ez’ ler bölgesini,
Et eğriye herhangi bir noktada çizilen teğetin,
Es ise genellikle son dayanımın %50’sine karşılık olan
kirişin modülünü temsil eder.
Günümüzde kullanımı giderek artan sayısal analize dayalı çözümler zemin
tabakalarının “elastik” katsayılarına gereksinme duymaktadır.
Geleneksel laboratuvar ölçümleri hızlı, ancak gerçekçiliği sorgulanabilir
sonuçlar verdiğinden bu katsayıların arazi deneyleri ile ölçülmesinin zor ve
yüksek maliyetli, ancak çok daha doğru olacağı görüşü güç kazanmaktadır.
Ani ya da elastik oturmanın hesaplamasında en önemli işlem drenajsız
modül Eu' nun gerçekçi ölçümüdür.
E modülü arazide presiyometre (PMT) / dilatometre (DMT) ve plaka
taşıma deneyi (PLT) ile doğrudan, jeofizik (sismik) yöntemler, CPT,
SPT deneyleri ile de dolaylı olarak ölçülebilir.
http://www.youtube.com/watch?v=rjvPy77GHNo
http://www.youtube.com/watch?v=dBNGtuTm3Mo
http://www.youtube.com/watch?v=OnvFYhhlcXA
http://www.youtube.com/watch?v=-bzw4pXzrbM
http://www.youtube.com/watch?v=Fml7LWA809U
SPT-N ile oturma hesabı
𝑞𝑛𝑒𝑡
∆H=25
𝑞𝑎
Zemin fiziksel parametreleri ile zemin yatak
katsayıları arasındaki bağlantı
Yatak katsayısı kavramı ilk önce Winkler (1867) tarafından öne sürülmüştür. Bu
teorinin temel noktası, zeminin elastik olduğu ve birbirine bitişik sonsuz sayıda bağımsız
yaydan oluştuğu kabulüne dayanmaktadır. Yatak katsayısı, ks; zeminin herhangi bir
noktasındaki basınç (q) ile, aynı noktanın oturması (ΔH) arasındaki oran olarak tanımlanır.
Bu orantı Winkler tarafından doğrusal olarak tarif edilmiş ve zeminin elastik davranış biçimi
gösterdiği yükleme sınırları içerisinde Hooke kanunlarına uygun olarak değiştiği çeşitli
araştırmacılar tarafından yapılmış yükleme deneyleri ile gösterilmiştir.
G  .CS2
G
K
E
2(1   )
E
3(1  2 )